毕业论文终稿-丝杠测量仪工作台的结构设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑学院毕业设计说明书论文作者学号系专业题目丝杠测量仪工作台的结构设计指导者姓名专业技术职务评阅者姓名专业技术职务年月需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑毕业设计说明书（论文）中文摘要本文简要介绍了丝杠测量仪工作台的研究概况以及发展的现状与趋势，并以丝杠测量仪工作台的结构设计为题，主要进行丝杠测量仪工作台及测量架的结构设计和计算。本次设计过程中首先，通过对滚珠丝杠副结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了丝杠测量仪工作台的总体结构方案；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AUTOCAD制图软件绘制了其装配图及主要零部件图。通过构思机构运动方式和传动结构布局、并对零部件采用AUTOCAD进行绘制等环节，培养了我的设计、计算、制图能力，通过比较完整系统的设计过程，以提高我的独立分析与解决工程实际问题的能力。关键词丝杠测量仪，滚珠丝杠，工作台，测量架毕业设计说明书（论文）外文摘要TITLETHESTRUCTURALDESIGNOFSCREWGAUGETABLEABSTRACTTHISPAPERDESCRIBESTHERESEARCHBEFORESCREWGAUGETABLEANDTHESTATUSANDTRENDSOF,ANDSCREWGAUGETABLEDESIGNINTHETITLE,THEMAINSTRUCTURALDESIGNSCREWGAUGETABLEANDMEASUREMENTANDCALCULATIONOFFRAMETHEDESIGNPROCESS,FIRST,THROUGHTHEANALYSISOFBALLSCREWSTRUCTUREANDPRINCIPLE,ONTHEBASISOFTHISANALYSISTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEPROGRAMPROPOSEDSCREWGAUGETABLETHEN,FOREACHOFTHEMAINCOMPONENTSWEREDESIGNEDANDVERIFICATIONFINALLY,AUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWTHEIRMAINCOMPONENTSANDASSEMBLYDRAWINGSFIGBYWAYOFTHEIDEAOFBODYMOVEMENTANDTRANSMISSIONSTRUCTUREANDLAYOUT,ANDTHEUSEOFAUTOCADDRAWINGPARTSANDOTHERSECTORS,CULTIVATEDMYDESIGN,COMPUTING,GRAPHICSCAPABILITY,THROUGHAMORECOMPLETESYSTEMDESIGNPROCESSTOIMPROVEMYINDEPENDENTANALYSISANDSOLVINGENGINEERINGCAPACITYISSUESKEYWORDSSCREWGAUGES,BALL,TABLE,GONIOMETERI目录1绪论111研究背景及意义112滚珠丝杠螺母副介绍113滚珠丝杠的特点及应用2131滚珠丝杠副的特点2132滚珠丝杠副的应用范围214国内外滚珠丝杠的发展及研究现状3141国内研究现状3142国外研究现状42总体方案设计521设计要求522方案选择5221测量方法选择5222总体结构方案623总体方案确定83总体参数计算与选择931横向移动电动机的选择9311选择电动机的类型9312选择电动机的功率9313选择电动机的转速1132纵向步进电机的选择1233运动和动力参数计算13331传动比计算13332各轴的转速13333各轴的输入功率14334各轴的输入转矩144主要零部件的设计1541涡轮蜗杆传动的设计15411选择蜗杆传动类型15412选择材料15413按齿面接触疲劳强度进行设计15414蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸16II415校核弯曲疲劳强度1742轴的设计计算17421轴的材料的选择18422轴的结构尺寸设计18423轴的校核计算（以轴为例）2043轴承的选择与校核2144键的选择与校核2145联轴器的选用2246传动滚珠丝杆的选定22461滚珠丝杠型号确定22462滚珠丝杠稳定性验算23463滚珠丝杠刚度验算24464滚珠丝杠效率验算2547导轨的选型与计算25471导轨的选型25472直线滚动导轨副的计算、选择2648其他结构设计28481底座设计28482测量支架设计29483平台设计29484夹紧装置设计30结论31参考文献32致谢33IIIIVVVIVII丝杠测量仪工作台的结构设计11绪论11研究背景及意义由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，被广泛应用于机械、航空、核工业等领域。现在，滚珠丝杠副已成为机械传动与定位的首选部件。随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，普通规格的滚珠丝杠副已经远远满足不了使用要求。工业机器人、加工中心及机电一体化自动机械的出现，使其进给驱动速度不断提高，但是大导程滚珠丝杠副的出现，满足了高速驱动的要求3。长期以来，我国过于追求对滚珠丝杠副精度的研究，而在滚珠丝杠副综合性能的研究上相对滞后，致使产品在性能上与国际先进水平存在较大的差距，这也是制约我国数控机床向更高档次发展的主要原因之一。本课题主要进行丝杠测量仪工作台及测量架的结构设计和计算。要求结构紧凑、可靠，以提高丝杠测量仪工作台及测量架系统的动力学性能和精度。通过系统的分析、设计与计算等过程，完成丝杠测量仪工作台及测量架系统的设计。12滚珠丝杠螺母副介绍滚珠丝杠副主要是由螺杆、螺母循环系统和滚珠组成，如图11所示。图11滚珠丝杠副滚珠丝杠副是机床和IT、光电、半导体、医疗等精密设备上最常用的传动元件，它的主要功能是将旋转运动转换为线性运动，或将扭矩转换为轴线反覆作用力，同时具有高精度、可逆性和高效率的特点。丝杠测量仪工作台的结构设计213滚珠丝杠的特点及应用131滚珠丝杠副的特点滚珠丝杠副在使用上有很多的优点，下列详述了滚珠丝杠副的的各项特点1。（1）高效率及可逆性由于滚珠丝杠的螺杆轴和螺帽都是点接触的滚动运动，所以其效率可以达到90以上。所以其传动扭矩只有传统丝杠的1/3。（2）零背隙及高刚度数控机床、半导体设备等对于传动丝杠的要求为零背隙、最小弹性变形及高顺畅感。滚珠丝杠采用施加预压力，来达到数控机床的重现性及全行程的高刚度。（3）高精度滚珠丝杠采用了哥德式的沟槽形状、可以使轴向精度调整得很小，也能轻松的传动。如果消除轴向间隙，可以使丝杠具有更好的刚度，减少丝杠、螺母和滚珠在承载时的弹性变形，可以达到更高的精度。（4）低起动扭矩及顺畅度传统丝杠因为是金属与金属间的面接触，所以为了克服起动摩擦力，则必须采用较高的起动扭矩。然而滚珠丝杠是由钢珠滚动接触，只需很小的起动扭矩就可以克服摩擦力。（5）静音及寿命长高精度的设备在快速进给及重负载操作下，必须要求低噪音和有较长的使用寿命。滚珠丝杠的丝杠、螺母和滚珠都经过表面精密加工，在滚动摩擦时产生的磨损极小，保证了低噪音的效果和较长的使用寿命。（6）优于气、液压制动器的优点如果制动器中采用滚珠丝杠取代传统的气压或液压起动可以得到许多的优点，比如不会渗漏，不须过滤，省能源及重现性高。132滚珠丝杠副的应用范围滚珠丝杠的应用很广泛，滚珠丝杠的应用已经渗透到我们生活的方方面面，在我们周围很多设备都离不开滚珠丝杠，下面列出了一些滚珠丝杠的应用范围。（1）CNC机械CNC加工中心，CNC车床，CNC铣床，CNC放电加工机，CNC磨床，CNC线切割机等等。丝杠测量仪工作台的结构设计3（2）精密工具机铣床，磨床，道具磨床，齿轮加工机，车铣复合机。（3）产业机械印刷机，造纸机，自动化机械，纺织机，绘图机，射出成型机。（4）电子机械量测仪器，XY平台，医疗设备，工厂自动化设备，IC封装机，半导体设备等等。（5）输送机械材料搬送设备，核能反应器，高度制动器等等。（6）航天航空工业飞机襟翼，机场负载设备，尾翼制动器等等。（7）其他如天线使用的制动器，阀门开关装置，太阳能板伸缩机构，电子显微镜对焦机构等等。14国内外滚珠丝杠的发展及研究现状滚珠丝杠副早在19世纪末就发明的，但是因为制造难度过大，很长一段时间没能投入实际使用。美国通用汽车公司是第一个使用滚珠丝杠副的企业，它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。随后滚珠丝杠副被逐渐大量使用在汽车，飞机等行业。相比起国外，我国研究滚珠丝杠副只有不到50年的历史，我国与国外在丝杠发展水平上还是有较大的差距。不过随着科学技术的进步和我国的不断努力，我国在丝杠行业与国外正在逐渐缩小差距，有些研究领域已经赶超国外先进潮流。141国内研究现状我国在1960成功试制了程控龙门铣床插管式滚珠丝杠副；在1976年成功研制出JCS014型激光丝杠导程误差动态测量仪，并批量生产；1984年第二代滚珠丝杠测量仪研制成功；1992年我国研制成功了第三代3米滚珠丝杠副动态测量仪；2000年，我国成功研制出了48M/MIN高速滚珠丝杠副，并在加工中心上得到成功应用。我国在40多年的滚珠丝杠副发展史中，涌现出了不少著名研究单位和企业，比如北京机床研究所、南京工艺装备制造有限公司、山东博特精工股份有限公司等2。目前，国内的不少丝杠生产厂家已经制造出了高精度的滚珠丝杠副，不再依赖与国外进口，比如北京机床研究所研制出的GCBM4016高速滚珠丝杠副，线速度超过了48M/MIN。北京机床研究所的丝杠测量仪如图12所示。丝杠测量仪工作台的结构设计4图12丝杠测量仪我国在滚珠丝杠行业不断走以科技为先导的发展道路，已经取得了不少的成就。但是在国际知名度方面还不够响亮，今后我国丝杠产业的发展在不断追求精益求精的同时，更要在国际舞台上打响知名度，发展自己的民族品牌。142国外研究现状随着数控机床和各种自动化设备的发展，促进了滚珠丝杠副的研究和生产。国外出现了不少滚珠丝杠副生产厂家，世界上比较知名的滚珠丝杠副生产制造商有日本的黑田精工KURODA公司、THK公司、NSK公司；韩国的SBC公司；美国的SMSAGINAW公司；英国的POTAX公司等。日本的NSK公司已开发出公称直径导程为20MM60MM、25MM80MM超大导程滚珠丝杠副，快速进给速度达到了180M/MIN。随着现在制造技术的发展，测量技术的进步，国际上对滚珠丝杠副产品的质量和多样化的要求越来越强烈。丝杠测量仪的研究也向着智能化、高速化、高精度化、多功能化、开放化、模块化的方向发展，计算机技术、机电一体化技术、机器人技术等也被广泛地应用到了滚珠丝杠副产业。丝杠测量仪工作台的结构设计52总体方案设计21设计要求测量仪的主要技术性能及参数指标,工作台及测量架的设计要求如下测量对象双圆弧形滚珠丝杠。测量长度2000MM；可测直径1680MM；被测滚珠丝杠导程范围240MM；被测工件重量140KG；测量范围及精度长度2000MM，长径比401的1级精度滚珠丝杠；工作台及测量架的外形结构尺寸300MM450MM450MM长宽髙；采用交流伺服电机驱动,设计和计算工作台及测量架部件及调节机构和驱动系统；测量工作时工作台最大移动速度为3MM/S，电机在005S内达到最大工作速度。22方案选择221测量方法选择图21相比法测量原理示意图丝杠动态测量中运用较多的是比相法。基本原理见图21。丝杠的作用是将角位移转化为轴向直线位移，因此对丝杠的测量都是基于圆分度的长度测量。测量丝杠角度位移的基准件有圆光栅、圆磁栅等，测量轴向长度位移的基准件有磁栅尺、光栅尺、激光光波波长等。比相法测量时将丝杠转动的圆周基准信号和轴向直线位移基准信号分别进行不同的分频，使两路信号在系统匀速运行和丝杠误差为零的条件下成为同频率信号，将分频后的两路信号的时间间隔作为采样周期，两信号相位差应保持不变，实际相位差对应于初始相位差的误差反映了被测丝杠的导程误差。传丝杠测量仪工作台的结构设计6统的比相方法采用分立元件比相器进行模拟式比相，存在可靠性差、分辨率受到限制、信号难以保持的缺点。计算机的应用使数字比相代替模拟比相，取消了分频器、比相器、积分器、采样及保持电路，实现了大量程、高分辨率的测量，并得到高精度的结果。222总体结构方案（1）系统中应有提供被测丝杠与传感器运动的装置，且此装置的设计能够利于控制被测丝杠与传感器相对运动的距离。这样做，一方面可以方便工作论文人员的测量，一般对滚珠丝杠的测量，我们都是要对丝杠的某一段长度进行测量（如任意100MM行程内的行程变动量，任意250MM行程内的行程变动量等等），若我们采用能够根据已知的测量长度进行控制的运动系统，就可以避免工作人员对测量距离的目测，从而减轻工作人员的劳动强度。另一方面，可以准确的把握已测量的距离，避免少测量或多测量一段距离，造成测量的失效或冗余数据的产生。例如，我们要测量滚珠丝杠100MM行程内的行程变动量。若只测量了90MM的行程运动系统便停止工作，势必引起测量数据的不足，造成本次测量的失败。如果测量了150MM的行程，便会产生多余的测量数据，不但加大了系统的数据处理量，而且也增加了测量过程的时间，不利于测量效率的提高。（2）系统应尽量满足阿贝原则。在绪论中我们已经提出过阿贝原则，即测工件与标准尺必须处在测量方向的同一直线上。采用阿贝原则能避免一次误差，得到较高的测量精度。如果系统的设计不能完全满足阿贝原则的要求，为了减小阿贝误差，我们可以对阿贝原则进行扩展，即在测量过程中，使测量线和基准线尽量靠近，并保证没有角运动，即保证两条线平行11。这样，我们就应该在设计系统结构的时候使其尽量满足阿贝原则。根据以上分析，我们确定以下的机械结构方案，如图22。丝杠测量仪工作台的结构设计7图22系统机械结构简图在此系统中，伺服电机用来控制传动丝杠的旋转，从而控制移动机架带着被测丝杠移动，移动机架下固定着横向位移传感器的移动端，当固定机架移动时，横向位移传感器也随之移动，测量出被测丝杠的轴向位移。另外，在被测丝杠的正上方（在丝杠的轴向横截面内），相对机架固定不动的位置安装一个纵向位移传感器，可以测量丝杠牙型轮廓纵向的坐标。由于可能产生测量头的自锁问题，具体的纵向位移传感器机构将在本文后面的叙述中给出。夹具采用两块V型铁，用上下两块钢板并配以M10的螺栓加以固定，这样的夹具可以做到对滚珠丝杠的夹持固定，有较好的定位效果。夹具示意图如图23。图23夹具示意图由于滚珠丝杠的牙型为圆弧状，所以，如果电感测量头相对于被测滚珠丝杠运动时，就会产生自锁，影响滚珠丝杠测量仪的自动测量。这样，我们就需要找到一种办法来解决自锁问题。我们采用凸轮作为解决自锁问题的主要工具，如图24所示丝杠测量仪工作台的结构设计8图24凸轮与电感位移传感器测量头的位置A图为被测滚珠丝杠运动时，凸轮与电感位移传感器的相对位置图，凸轮将电感位移传感器的测量头顶起，使其不与被测丝杠接触，从而不影响被测丝杠的运动。B图为被测丝杠停止运动，传感器进行采样测量时，凸轮与电感位移传感器的相对位置图，此时，凸轮旋转到与测量头不接触的位置，依靠电感位移传感器的弹簧使测量头接触被测丝杠的轮廓。由于凸轮每转180度要有一个停顿，这里我们就再次选用步进电机作为动力部件。当系统步进电机给进一个步距以后，凸轮步进电机带动凸轮旋转180度，使测量头接触被测丝杠，测量结束后，凸轮步进电机再旋转180度，电感位移传感器测量头被顶起，系统步进电机继续给进，以此循环。凸轮步进电机控制、驱动电路与系统步进电机相同，这里不在复述。图25为凸轮系统的侧视图。图25凸轮系统侧视图23总体方案确定汇总上述各装置得到丝杠测量仪工作台的总体方案如下图26所示丝杠测量仪工作台的结构设计9图26丝杠测量仪工作台总体方案3总体参数计算与选择31横向移动电动机的选择原动机的种类，无特殊需要，均选用交流电动机作为原动机。电动机作为系列化产品。机械设计中仅需根据工作机的工作情况，合理选择电动机类型、结构形式、容量和转速，提出具体的电动机型号。311选择电动机的类型由于丝杠测量仪的负载比较平稳，对启动、制动无特殊要求，任务书中要求采用交流伺服电机驱动，一般可以选用Y系列三相交流异步电动机。Y系列三相交流异步电动机具有高效、节能、起动转矩高、噪声小、可靠性高、寿命长等优点。安装尺寸和功率等级也完全符合IEC标准，一般用于无特殊要求的机械设备4。312选择电动机的功率电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。功率选得过大则电动机的价格高，能力又得不到充分发挥，而且由于电动机经常不在满载丝杠测量仪工作台的结构设计10下运转，其效率和功率因素都较低而造成能源的浪费。对于载荷比较稳定，连续运转的机械，通常只需使电动机的额定功率等于或稍大于所需电动机的工作功率，即，而不必校验电动机的发热和启动转矩。DPDE所需电动机工作功率为（31）AWD式中工作机所需功率，即输入工作机轴的功率；WP电动机至工作机的传动装置的总效率。A工作机所需功率可由工作的工作阻力和运动参数计算求得，其计算公式为W（32）W950TNP式中工作机的阻力矩；T工作机转速；WN工作机的效率。对于匀速运行，非精确计算求可以套用以下公式T（33）1N2AIF式中轴向负载；AF丝杠导程；IN1进给丝杠的正效率。轴向负载的计算公式为AF（34）MGFA式中丝杠的轴向切削力；导向件的综合摩擦系数；移动物体重量；M重力加速度。G丝杠测量仪工作台的结构设计11设轴向切削力不考虑，综合摩擦系数，任务书中要求被测工件重量10140KG，取140KG，由式（34）可求出M0114098N1372NAF若取工作台传动丝杠的导程为4MM，即4MM，设进给丝杠的正效率N1为I092，由式（33）可算得13724/23140929499NMMT任务书中要求测量工作时工作台最大移动速度为3MM/S，上述已选定取工作台传动丝杠的导程为4MM，则MIN/45I/360WRRN而工作机效率为098，由式（32）可算得工作机所需功率WWP，KW457098509WTP由电动机至工作机的总效率可按下式计算A3563421A联轴器传动效率099，蜗杆08，每对轴承效率099，由式（35）123可算得总效率7609802A知道了工作机所需功率和总效率，根据式（31）可求得电动机工作功率WPAKW5890764AD由于电动机的额定功率略大于即可，所以选择电动机额定功率为EDPDEDP075KW。313选择电动机的转速额定功率相同的同类型电动机，可能有不同的转速。Y系列三相交流异步电动机有四种常用的同步转速，即3000R/MIN、1500R/MIN、1000R/MIN、750R/MIN，低丝杠测量仪工作台的结构设计12转速电动机的级数多，外廓尺寸及重量都比较大，价格高，但可使传动装置总传动比及尺寸较小；高转速电动机则相反。因此确定电动机转速时，应进行分析比较，以确定合理的电动机转速。一般来说，如果没有特殊要求通常选择同步转速为1500R/MIN或1000R/MIN的电动机5。为了设计出合理的传动装置，电动机转速的选择范围可以通过各个传动副的传动比范围和工作机的转速要求来推算出，即（36）WADNI式中电动机可选转速范围；DN传动装置总传动比的合理范围；AI工作机转速。W蜗杆传动推荐的传动比范围860，上述已算得传动丝杠转速45R/MIN由式WN（36）可算得电动机转速的可选范围为（860）45360R/MIN2700R/MINDN符合这一范围的常用同步转速有1500R/MIN、1000R/MIN、750R/MIN三种。由于之前已算得电动机的额定功率为075KW，符合这一转速范围的同步转速只有1500R/MIN、1000R/MIN两种。以两种方案作比较，结果如表21所示。表21电动机方案表方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机重量总传动比1Y80M2407515001390181392Y90S607510009102191综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比等因素，第2种方案比较合适，选定电动机型号为Y90S6，其主要技术参数列于表22。表22Y90S6电动机主要技术参数满载时电动机型号额的功率（KW）转速（R/MIN）电流（A）效率（）功率因素Y90S60759104775074Y90S6电动机主要外形尺寸和安装尺寸如下图23所示。丝杠测量仪工作台的结构设计13图23电动机外形、安装尺寸简图按图23所示，Y90S6电动机主要外形尺寸和安装尺寸如下表23所示。表23Y90S6电动机主要外形尺寸和安装尺寸HABCDEFGKAAACABADHDL90140100562450820106219518015525032032纵向步进电机的选择依据文献实用机床设计手册上，有（1）对于在最大工作条件下工作时所需要电机最大静转矩为5031MAX切MJ1837618NCM（2）对于空载起动时所需要的电机最大静转矩为95102MAX起J61C由（1）和（2）可知，以计算得恒大于所以就以作为选MAX1JM2MAXJ1MAXJM取步进电机最大静转矩的依据。而初选的步进电机为110BF003，它的最大静转矩为MAX1689JNCM所以初选的步进电机型号符合要求。（3）步进电机动载荷矩频特性和运行矩频特性由数控技术得动矩频特性4167HZPVF601MAXAX2501丝杠测量仪工作台的结构设计14运行矩频特性PSEVF601其中最大工作条件下的进给速度，可取最高进给速度EMIN的，现取中间值，即。MAX25INV312AX71462SV所以2431EF046HZ由步进电机110BF004的矩频特性和运行矩频特性参数可以看出所选步进电机在起动时力矩是满足要求的。所以最终就确定步进电机的型号为110BF004反应式步进电动机。33运动和动力参数计算331传动比计算满载转速。故总传动比为MIN/910RNM5245，取WI332各轴的转速1轴IN/9101RNM2轴MI/34522I333各轴的输入功率1轴KWP58309801012轴46253322334各轴的输入转矩电机轴MNNPT189059001轴261835511丝杠测量仪工作台的结构设计152轴MNNPT3946209595022整理列表轴名功率KWP/转矩MNT/转速IN/R传动比电机轴05896189101轴058361291012轴0462993944392054主要零部件的设计41涡轮蜗杆传动的设计411选择蜗杆传动类型因为蜗轮蜗杆传动的特点，并考虑到传动系统空间的布置，和啮合等特点选择为圆柱蜗杆传动。并根据GB/T100851998的推荐，在此传动系统中采用渐开线蜗杆（ZI蜗杆）。412选择材料因为考虑到蜗杆传动的功率不大，速度只是中等，所以蜗杆用45钢；又因希望效率高些，耐磨性好些，所以蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度选为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCUSN10P1，用金属模铸造。并且为了节约贵重的有色金属，仅齿圈丝杠测量仪工作台的结构设计16用青铜制造，但轮芯用灰铸铁HT100制造。413按齿面接触疲劳强度进行设计从根据闭式蜗杆传动的设计准则，首先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由机械设计中式（1112），传动中心距为（41）232HPEZKTA（1）确定作用在蜗轮上的转矩T1上述计算可知T19939NM（2）确定载荷系数K因为工作载荷较稳定，故载荷分布不均匀系数K1由表115选取使用系数K115；由于转速一般不高，冲击载荷也不大，可取动载荷系数KV105；则KKKKV1051151121（3）确定弹性影响系数ZE因为选用的蜗轮材料是铸锡磷青铜，蜗杆材料是45号钢，因此弹性影响系数ZE160MPA1/2（4）确定接触系数ZP我们先假设蜗杆分度圆直径D1和传动中心距A的比值为D1/A035，因此我们可以从机械设计图1118中可查到ZP29。5、确定许用接触应力H因为根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCUSN10P1，采用金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，因此我们可以从机械设计表117中查到蜗轮的基本许用应力是H268MPA。6、计算循环次数N60JN1LH601910/20512000321077、寿命系数KHN0865871023则HKHNH0865268MPA2318MPA8、计算中心距丝杠测量仪工作台的结构设计17784MM232HPEZKTA3238196091考虑到本次设计中传动系统的空间布局，涡轮转速较低，所需功率较低的特殊性，因此为了设计的合理性选取中心距A100，因为传动比为I205，因此我们可以从机械设计表112中取模数M4，蜗杆分度圆直径D140MM。这时D1/A04，从机械设计图1118中可查得接触系数ZP274，所以ZPS，丝杠是安全的，不会失稳。高速丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临街转速。要求丝杠的最大转速。CRNCRNMAX临街转速按下式计算2190LDFCCR式中为临界转速系数，见表210，本题取，CF9273CF3丝杠测量仪工作台的结构设计25250398791CRNMIN/1034RIN/6MAXR即，所以丝杠工作时不会发生共振。AXNCR此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求D0MIN/10740RNDMI/17MIN/140430RRD463滚珠丝杠刚度验算滚珠丝杠在工作负载FN和转矩T共同作用下引起每个导程的变形量NM为0LCGJTPEAF20式中A丝杠截面积,；为丝杠的极惯性矩，；G为丝杠214DCJ4132DJC切变模量，对钢；T为转矩。PA38TAN20DFTM式中为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；卫平均工作载荷MFN542034TAN1024763按最不利的情况取（其中）MF4121206GDTPEJTPEAFLC4922329308183508261437M079则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为丝杠测量仪工作台的结构设计26MPLL85410795320通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的1/2，即L21该丝杠的满足上式，所以其刚度可以满足要求。L464滚珠丝杠效率验算滚珠丝杠副的传动效率为9470234TANTAN要求在9095之间，所以该丝杠副合格。经上述计算验算，FC1401025各项性能均符合题目要求，所以合格。47导轨的选型与计算471导轨的选型导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种，直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少90，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动、停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低90，具有大幅度节能的效果。可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率2030。可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接丝杠测量仪工作台的结构设计27摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。所以在结构上选用开式直线滚动导轨。参照南京工艺装备厂的产品系列。472直线滚动导轨副的计算、选择根据给定的工作载荷FZ和估算的WX和WY计算导轨的静安全系数FSLC0/P，式中C0为导轨的基本静额定载荷，KN；工作载荷P05FZW；FSL1030一般运行状况，3050（运动时受冲击、振动）。根据计算结果查有关资料初选导轨因系统受中等冲击,因此取40SLF,05OSLXYZCFPFWXYYOXSL2067158379N26FP41394C根据计算额定静载荷初选导轨选择汉江机床厂BGX系列滚动直线导轨,其型号为BGXH25BE基本结构及参数如下丝杠测量仪工作台的结构设计28导轨的额定动载荷N1750AC依据使用速度V（M/MIN）和初选导轨的基本动额定载荷KN验算导轨的工AC作寿命LN额定行程长度寿命HTCAWFSFK2045MF1,81,OTCHRDFFFF导轨的额定工作时间寿331087521420958HTCAWFSFKKM命3102SOTHLN33102495849715060SOTLNHTH导轨的工作寿命足够导轨的静安全系数丝杠测量仪工作台的结构设计29042163SLCFP静安全系数；基本静额定负载；工作载荷SF0CP导轨寿命计算35748HTWCFLKMP48其他结构设计481底座设计底座具体尺寸根据其他结构匹配得到，详细尺寸见CAD图纸（1）材料的选择毛坯材料的确定一般应考虑零件在整个机器中的作用，零件的形状、大小、生产纲领以及工作环境，零件材料应具备主要机械性能指标。此外，还有材料的工艺性、经济性，也是该零件选择材料时要考虑的因素。支座壳起着支承、联接的作用，因而对强度、塑性、任性要求较高。故选择铸铁材料。考虑到铸铁材料的工艺性和经济性，因而选用目前广泛使用的球墨铸铁57。球墨铸铁具有较高的强度，其抗拉强度也大大超过灰口铸铁，球墨铸铁具有良好的铸造性、减摩性、切削性和低的缺口敏感性，其生产工艺简便，成本低廉，可选用QT42010。（2）结构设计工艺性要求砂型造型铸件设计，不仅要考虑工作功能和力学性能的要求，还必须考虑合金铸造性能、铸造工艺对铸件结构的要求。铸件结构设计是否合理，对铸件质量、生产率和制造成本都有很大影响。铸件的结构，假如不能满意合金铸造性能的要求，将可能产生浇不到、冷隔、缩孔、缩松、液孔、裂纹和变形等缺陷。丝杠测量仪工作台的结构设计30流动性好的合金，充型能力强，铸造时就不易产生浇不到、冷隔等缺陷，而且能铸出铸件的最小壁厚也小。不同的合金，在一定的铸造条件下能铸出的最小壁厚也不同。设计铸件的壁厚时，一定要大寸该合金的“最小答应壁厚”，以保证铸件质量。铸件的“最小允许壁厚“主要取决于合金种类、铸造方法和铸件的大小等。表51为铸件最小允许壁厚值。但是，铸件壁也不宜太厚。厚壁铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和缩松，力学性能下降。铸件艰载能力并不是随截面积增大成比例地增加。设计过厚的铸件壁，将会造成金属浪费。为了提高铸件承载能力而不增加壁厚，铸件的结构设计应选用合理的截面形状。此外，铸件内部的筋或壁，散热条件比外壁差，冷却速度慢。为防止内壁的晶粒变粗和产生内应力，一般内壁的厚度应小于外壁。表52为铸铁件外壁、内壁和加强筋的最大临界壁厚。铸件各部分壁厚若相差过大，厚壁处会产生金属局部积聚形成热节，凝固收缩时在热节处易形成缩孔、缩松等缺陷。此外，各部分冷却速度不同，易形成热应力，致使铸件薄壁与厚壁连接处产生裂纹。因此在设计铸件时，应尽可能使壁厚均匀，以防止上述缺陷产生。检查铸件壁厚是否均匀时，应将铸件的加工余量考虑在内。如果零件图上各处壁厚是均匀的，加上加工余量后，加工面上的铸造厚度将增加，铸件热节却很大482测量支架设计测量支架采用Q235线切割后机加工而成，其结构尺寸根据总体结构配匹得到，结果如下图示丝杠测量仪工作台的结构设计31483平台设计测量支架采用HT150铸造后机加工而